Группа продуктовЯзык: Валюта: МенюРекомендованная статья дБи — усиление изотропной антенны Бюллетень E-mail |
|
Гарантия сегодняшней доставки, если закажешь вовремя: Особенно рекомендуемВИДЕОТРАНСФОРМАТОР TR-1D*P2 Нетто: 2.25 EUR AHD, HD-CVI, HD-TVI, PAL-КАМЕРА APTI-H50PV2-28W 2Mpx / 5Mpx 2.8 mm Нетто: 22.69 EUR ПОДВЕСНОЙ ШКАФ RACK EPRADO-R19-6U/450 Нетто: 83.85 EUR ВИТАЯ ПАРА UTP/K5/305M/PE Нетто: 0.39 EUR ДИСК ДЛЯ РЕГИСТРАТОРА HDD-ST1000VX005 1TB 24/7 SkyHawk SEAGATE Нетто: 44.17 EUR AHD, HD-CVI, HD-TVI, PAL-КАМЕРА APTI-H50PV2-28W 2Mpx / 5Mpx 2.8 mm Нетто: 22.69 EUR Нетто: 74.28 EUR AHD, HD-CVI, HD-TVI, PAL-КАМЕРА APTI-H50C2-28W 2Mpx / 5Mpx 2.8 mm Нетто: 28.08 EUR АНТИВАНДАЛЬНАЯ КАМЕРАAHD, HD-CVI, HD-TVI, PAL APTI-H50V3-2812W 2Mpx / 5Mpx 2.8 … 12 mm Нетто: 44.81 EUR | ||||||||||||||||||||||||||
Блок питания, трансформатор или драйвер? Не ошибитесь при выборе! | Электрика для всех
Для подключения лампочек или электроники к сети, применяется источник питания — коробочка, которая превращает напряжение сети в напряжение, пригодное для данного устройства.
Этих устройств три вида — блок питания, трансформатор и драйвер. Каждое из них работает по-своему и, чтобы понимать, что нужно вам и вашему прибору, в этих отличиях стоит разобраться. Давайте сделаем это вместе!
Трансформатор
Электронный трансформаторЭлектронный трансформатор
Первый и самый простой источник питания это трансформатор. Единственное, что он делает — понижает напряжение 220 Вольт до 12 Вольт или ниже. Трансформатор подходит для подключения лампочек на 12 Вольт, которые обычно применяются в подвесных потолках и мебельной подсветке.
На выходе трансформатора образуется переменное напряжение, поэтому для питания электроники, например светодиодных лент, он не годится.
Блок питания
Обычный блок питания на 12 ВольтОбычный блок питания на 12 Вольт
Блок питания, который иногда называют «адаптером», отличается от трансформатора тем, что не только понижает напряжение, но и выпрямляет его. На выходе блока питания образуется постоянное напряжение, с «плюсом» и «минусом», такое же, как на полюсах батарейки или аккумулятора.
Кстати, зарядка для смартфона, которую вы вставляете в розетку — это тоже блок питания! Единственное отличие этого блока в том, что его выход выполнен в виде usb-гнезда, чтобы вы могли подключить к нему шнур зарядки.
Для светодиодных лент нужен блок питания на 12 или 24 Вольта, а для питания других приборов — указанное на их табличке значение (от 3 до 40 Вольт).
Драйвер
Драйвер для светодиодов — обратите внимание — на корпусе указан выходной ток, а напряжение «плавает» от 36 до 63 ВольтДрайвер для светодиодов — обратите внимание — на корпусе указан выходной ток, а напряжение «плавает» от 36 до 63 Вольт
И наконец, самый «загадочный» источник питания — драйвер. Его особенность в том, что он выдаёт не постоянное напряжение, а постоянный ток. На языке электротехники это называется «источник тока». Напряжение на его выходе может плавать, например, от 20 до 40 Вольт, но сила тока в Амперах будет строго определённой. Это нужно для питания светодиодов, особенно мощных.
Всё дело в том, что при изменении напряжения сети, окружающей температуры, запылённости воздуха, сопротивление светодиодов меняется в достаточно больших пределах. Если подавать на них постоянное напряжение, ток, а значит и температура их нагрева, будет плавать, в результате чего светодиоды быстро перегорят.
Вы спросите — а как же светодиодные ленты, на них ведь подаётся напряжение с блока питания, а не с драйвера? Верно. В лентах роль «стабилизатора тока» выполняет впаянный резистор — он ограничивает силу тока, но не решает проблему полностью. Поэтому, для мощных источников света: светильников, прожекторов, ярких фонарей, используют не блок питания, а драйвер.
Заключение
Теперь вы знаете, что внутри коробочек источников питания скрываются разные приборы с разным назначением и не перепутаете их, при необходимости замены. Мир электроники не так прост, но первый шаг к его освоению вы уже сделали!
Удачного ремонта и надёжных приборов!
устройство, принцип работы и переделка в блок питания своими руками
Люминесцентные и галогенные лампы постепенно уходят в прошлое, уступая место светодиодным. В светильниках, где они применялись, остались ненужные электронные трансформаторы, отвечавшие за розжиг этих ламп. Кажется, что ненужному — место на помойке. Но это не так. Из этих трансформаторов можно собрать мощные блоки питания, которые смогут питать электроинструменты, светодиодные ленты и многое другое.
Устройство электронного трансформатора
Привычные нам массивные трансформаторы не так давно стали заменяться на электронные, которые отличаются дешевизной и компактностью. Размеры электронного трансформатора настолько малы, что его встраивают в корпуса компактных люминесцентных ламп (КЛЛ).
Все такие трансформаторы сделаны по одной схеме, различия между ними минимальны. В основе схемы лежит симметричный автогенератор, иначе называемый мультивибратором.
Состоят они из диодного моста, транзисторов и двух трансформаторов: согласующего и силового. Это основные части схемы, но далеко не все. Кроме них, в схему входят различные резисторы, конденсаторы и диоды.
Принципиальная схема электронного трансформатора.
В этой схеме постоянный ток из диодного моста поступает на транзисторы автогенератора, которые накачивают энергию в силовой трансформатор. Номиналы и тип всех радиодеталей подобраны так, чтобы на выходе получалось строго определённое напряжение.
Если включить такой трансформатор без нагрузки, то автогенератор не запустится и напряжения на выходе не будет.
Сборка по схеме своими руками
Электронный балласт можно купить в магазине или найти у себя в закромах, но самым интересным вариантом будет сборка электронного трансформатора своими руками. Собирается он довольно просто, а большинство необходимых деталей можно наковырять в сломанных блоках питания и в энергосберегающих лампах.
- Необходимые компоненты:Диодный мост с обратным напряжением не ниже 400 В и током не менее 3 А или четыре диода с такими же характеристиками.
- Предохранитель на 5 А.
- Симметричный динистор DB3.
- Резистор 500 кОм.
- 2 резистора 2,2 Ом, 0,5 Вт.
- 2 биполярных транзистора MJE13009.
- 3 плёночных конденсатора 600 В, 100 нФ.
- 2 тороидальных сердечника.
- Провод с лаковым покрытием 0,5 мм².
- Провод в обычной изоляции 2,5 мм².
- Радиатор для транзисторов.
- Макетная плата.
Начинается все с макетной платы, на которую вы будете устанавливать все радиокомпоненты. На рынке можно купить два вида плат — с односторонней металлизацией на коричневом стеклотекстолите.
И с двусторонней сквозной, на зелёном.
От выбора платы зависит, сколько времени и сил вы потратите на сборку проекта.
Коричневые платы — отвратительного качества. Металлизация на них выполнена настолько тонким слоем, что в некоторых местах на ней видны разрывы. Припоем она смачивается плохо, даже если использовать хороший флюс. А все, что удалось припаять — отрывается вместе с металлизацией при малейшем усилии.
Зелёные — стоят в полтора-два раза дороже, но зато с качеством все в порядке. Металлизация на них с толщиной проблем не имеет. Все отверстия в плате залужены на производстве, благодаря чему медь не окисляется и проблем при пайке не возникает.
Найти и купить эти макетки можно как в ближайшем радиомагазине, так и на алиэкспрессе. В Китае они стоят в два раза дешевле, но доставки придётся подождать.
Радиодетали выбирайте с длинными выводами, они вам пригодятся при монтаже схемы. Если вы собираетесь использовать бывшие в употреблении детали, то обязательно проверяйте их работоспособность и отсутствие внешних повреждений.
Единственная деталь, которую вам придётся сделать самим — это трансформатор.
Согласующий нужно наматывать тонким проводом. Количество витков в каждой обмотке:
- I — 7 витков.
- II — 7.
- III — 3.
Не забывайте фиксировать обмотки скотчем, иначе они расползутся.
Силовой трансформатор состоит всего из двух обмоток. Первичную наматывайте проводом 0,5мм², а вторичную — 2,5мм². Первичка и вторичка состоят из 90 и 12 витков соответственно.
Для пайки лучше не использовать «дедовские» паяльники — ими запросто можно сжечь чувствительные к температуре радиоэлементы. Возьмите лучше паяльник с регулировкой мощности, они не перегреваются, в отличие от первых.
ранзисторы заранее установите на радиаторы. Делать это на уже собранной плате — крайне неудобно. Собирать схему нужно от маленьких деталей к большим. Если вы сначала установите большие, то они будут мешаться при пайке маленьких. Учитывайте это.
При сборке смотрите на принципиальную схему, все соединения радиоэлементов должны соответствовать ей. Просуньте выводы деталей в отверстия на плате и согните их в нужном направлении. Если длины не хватает, удлиняйте их проводом. Трансформаторы после пайки приклейте к плате эпоксидной смолой.
После сборки подключите к выводам устройства нагрузку и убедитесь в том, что оно работает.
Переделка в блок питания
Случается так, что аккумуляторы электроинструмента выходят из строя, а возможности купить новый нет. В таком случае поможет адаптер в виде блока питания. Из электронного трансформатора после небольшой доработки можно собрать такой переходник.
Детали, которые понадобятся для переделки:
- Терморезистор NTC 4 Ом.
- Конденсатор 100 мкФ, 400 В.
- Конденсатор 100 мкФ, 63В.
- Плёночный конденсатор 100 нФ.
- 2 резистора 6,8 Ом, 5 Вт.
- Резистор 500 Ом, 2 Вт.
- 4 диода КД213Б.
- Радиатор для диодов.
- Тороидальный сердечник.
- Провод сечением 1,2 мм².
- Кусочек монтажной платы.
Перед работой проверьте, вдруг вы забыли какую-нибудь деталь. Если все детали на месте, начинайте переделку электронного трансформатора в блок питания.
К выходу диодного моста подпаяйте конденсатор 400 В, 100 мкФ. Для уменьшения зарядного тока конденсатора впаяйте терморезистор в разрыв силового провода. Если вы забудете это сделать, при первом же включении в сеть у вас сгорит диодный мост.
Отсоедините вторую обмотку согласующего трансформатора и замените её перемычкой. Добавьте на обоих трансформаторах по одной обмотке. На согласующем сделайте один виток, на силовом — два. Соедините обмотки между собой, впаяв в разрыв провода два параллельно соединённых резистора на 6,8 Ом.
Для изготовления дросселя намотайте на сердечник 24 витка провода 1,2 мм² и закрепите его скотчем. Затем на макетной плате соберите по схеме оставшиеся радиодетали и подключите сборку к основной схеме. Не забудьте установить диоды на радиатор, при работе под нагрузкой они сильно греются.
Закрепите всю конструкцию в любом подходящем корпусе и блок питания можно считать собранным.
После окончательной сборки включите устройство в сеть и проверьте его работу. Оно должно выдавать напряжение в 12 вольт. Если блок питания их выдаёт — вы со своей задачей справились на отлично. Если он не заработал, проверьте, вдруг вы взяли нерабочий трансформатор.
БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ ТРАНСФОРМАТОРА СГОРЕВШЕГО БЕСПЕРЕБОЙНИКА
Здравствуйте все. Как то на одном из форумов прочитал вопрос об использовании трансформатора из компьютерного безперебойника (UPS) вот и решил написать об этом. У меня долго валялся дохлый блок и я решил выдернуть из него трансформатор чтоб проверить, для чего его можно использовать.Передняя панель блока
Задняя панель
Сам трансформатор
Форум по трансформаторам
Форум по обсуждению материала БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ ТРАНСФОРМАТОРА СГОРЕВШЕГО БЕСПЕРЕБОЙНИКА
| ||||
Блоки питания для домашней лаборатории
Ранее были рассмотрены схемы блоков питания электронных устройств. Среди приведенных устройств наиболее целесообразным и наименее затратным является применение трансформаторного блока питания. Поиск и подбор трансформатора для такого блока питания не вызовет затруднений, т.к. для этих целей подходят любые трансформаторы от старых телевизоров, магнитофонов или другой техники. Готовые же трансформаторы можно приобрести на радио рынках.Устройство и назначение трансформатора
В простейшем случае трансформатор представляет собой Ш-образный сердечник из листов электротехнической стали. На сердечнике расположен каркас с двумя или несколькими обмотками. Концы обмоток выводят на корпус трансформатора для дальнейшего подключения.
Рисунок 1
Назначение трансформатора в блоке питания заключается в преобразовании входного напряжения высокого уровня (чаще всего сетевое напряжение 220В) в низкое выходное напряжение. Кроме того трансформаторы обеспечивают гальваническую развязку питающей сети и нагрузки, подключенной к блоку питания.
Упрощенный расчет трансформатора
Основным выражением для любого трансформатора является:
U1/U2 = n1/n2
где U1, U2 – напряжение первичной и вторичной обмоток; n1, n2 — количество витков первичной и вторичной обмоток трансформатора.
Мощность трансформатора (P) определяется расчетной мощностью первичной обмотки или суммой мощностей вторичных обмоток. Расчет площади сердечника трансформатора выполняется по формуле:
Расчетное значение площади сердечника трансформатора округляется до ближайшего большего стандартного значения. После выбора сечения сердечника рассчитывается число витков в первичной обмотке трансформатора:
n1=50*U1/S
Коэффициент перед первичным напряжением является эмпирической величиной и может изменяться. Для определения диаметра медного провода первичной обмотки используем формулу:
Стоит отметить, что приведенный расчет справедлив для трансформаторов, работающих на частоте 50Гц. После расчета всех параметров трансформатора производится его намотка или покупается готовый трансформатор. Далее рассмотрим схемы трансформаторных блоков питания.
1. Нестабилизированные блоки питания
Схема нестабилизированного блока питания представлена на рисунке 2.
Рисунок 2
Сетевое напряжение 220В подается на первичную обмотку трансформатора Тр1. Напряжение со вторичной обмотки поступает на диодный мост (1N4001), на выходе которого получаем пульсирующее напряжение (рисунок 3, кривая 1). Параллельно с нагрузкой включается конденсатор емкостью 1000…2000 мкФ, сглаживающий форму выходного напряжения (рисунок 3, кривая 2).
Рисунок 3
2. Двухполярный источник питания
Для двухполярного блока питания необходимо чтобы вторичная обмотка трансформатора имела среднюю точку. Схема такого блока питания приведена на рисунке 4.
Рисунок 4.
В приведенной схеме вторичные обмотки трансформатора соединяются последовательно (конец обмотки II соединяется с началом обмотки III). В остальном же схема подобна ранее рассмотренному варианту нестабилизированного блока питания.
3. Стабилизированные блоки питания
Для получения выходного напряжения, которое находилось бы в заданных приделах, применяются различные схемы стабилизации. Простейшим вариантом такой реализации является параметрический стабилизатор (рисунок 5). Схема состоит из резистора, стабилитрона и сглаживающего конденсатора.
Рисунок 5
Параметрический стабилизатор обеспечивает ток нагрузки в несколько миллиампер, при коэффициенте стабилизации не более 50. Для получения более высокого коэффициента стабилизации (до 70) параметрический стабилизатор дополняют эмиттерным повторителем (рисунок 6).
Рисунок 6
Параметрические стабилизаторы напряжения имеют достаточно низкий КПД и малый коэффициент стабилизации. Для устранения этих недостатков применяют интегральные стабилизаторы напряжения с отрицательной обратной связью. Кроме этого интегральный стабилизатор включает в себя схемы защиты микросхем от токов короткого замыкания и токов перегрузки. Схема включения интегрального стабилизатора приведена на рисунке 7.
Рисунок 7
На базе интегрального стабилизатора напряжения можно создать блок питания с регулируемым выходным напряжением (рисунок 8).
Рисунок 8
Регулирование величины выходного напряжения осуществляется от 5В (напряжения стабилизации микросхемы). Еще один вариант реализации регулируемого блока питания на интегральном стабилизаторе представлен на рисунке 9.
Рисунок 9
Для создания двухполярного источника питания проще всего реализовать в одном корпусе два стабилизатора напряжения, запитав их от разных обмоток трансформатора.
Всего комментариев: 0
|
Блоки питания с балластным конденсатором и разделительным трансформатором завоевали популярность у радиолюбителей благодаря малым габаритам и тем, что они гальванически не связаны с сетью. Однако при разработке таких устройств необходимо учитывать ряд факторов, чтобы исключить аварийные ситуации, в результате которых могут выйти из строя не только источник питания, но и нагрузка. Автор статьи, обобщив опыт создания подобных устройств, рекомендует, на что следует обратить внимание при их конструировании и налаживании. В радиолюбительской практике широкое применение нашли источники с балластным конденсатором и разделительным трансформатором [1-6]. Подобное решение позволяет конструировать малогабаритные блоки питания. Рассмотрим некоторые вопросы проектирования таких устройств на примере маломощного источника питания, описанного в [1] (см. рисунок). Трансформатор Т1 выполняет функцию разделительного. Он работает при малом входном и выходном напряжении. Его конструкция весьма проста. Конденсатор С1 — балластный, а резистор R2 ограничивает импульс тока при включении. Напряжение на первичной обмотке трансформатора ограничивают стабилитроны VD1 и VD2. В колебательном контуре, состоящем из конденсатора С1, индуктивности первичной обмотки трансформатора L и приведенного к первичной обмотке сопротивления нагрузки Rн, возможен резонанс, который может привести к выходу из строя источника питания. Допустим, что в нагруженном источнике на первичной обмотке напряжение равно 20 В (типичный случай). Это означает, что приведенное к первичной обмотке сопротивление нагрузки RН примерно в 10 раз меньше емкостного сопротивления |Xc1| конденсатора С1 и образует с ним делитель напряжения 10:1 (приближенно), т.е. |Хс1|=10Rн. При правильно рассчитанном трансформаторе индуктивное сопротивление первичной обмотки |XL| должно примерно в 10 раз превышать приведенное к первичной обмотке сопротивление нагрузки Rн поэтому добротность упомянутого контура крайне низка, никакого резонанса быть не может. Совершенно иная ситуация возникает при отключенной нагрузке (на холостом ходу). Если выполняются указанные выше соотношения |Хс1|=10Rн и |ХL|=10Rн,то |Xc1|=|XL| и возникает резонанс. Если на вход вместо сетевого подать напряжение 1 …2 В, то на первичной обмотке ненагруженного трансформатора оно за счет резонанса увеличится в 10 и более раз — добротность получившегося контура достаточно большая, однако при подаче сетевого напряжения такого подъема не будет. С увеличением напряжения на обмотке сверх номинального (20 В) магнитопровод трансформатора входит в насыщение, его индуктивность уменьшается, и контур перестает быть настроенным в резонанс. Однако, если трансформатор выполнен с хорошим запасом по допустимому входному напряжению, подъем может быть весьма значительным. Это вызовет увеличение напряжения на конденсаторе С1 по сравнению с работой в номинальном режиме, и если конденсатор выбран без запаса — может произойти пробой. Возможны и другие не менее тяжелые последствия. Поэтому, как и для бестрансформаторного источника питания с балластным конденсатором, недопустима работа без номинальной нагрузки. Обычное решение — подключение стабилитрона к выходу источника или двух встречно-последовательно соединенных стабилитронов (или одного симметричного) к первичной обмотке (см. рисунок). Так задача решается для относительно маломощных блоков питания. Для аналогичных мощных устройств (очень простыми получаются зарядные устройства для автомобильных аккумуляторных батарей [2-4]) такими мерами не обойтись. Здесь можно подключить параллельно первичной или вторичной обмотке аналог симметричного динистора [7, рис. 5,а] или обеспечить релейную защиту от режима холостого хода [3]. Особое внимание необходимо уделить выбору балластного конденсатора по номинальному напряжению. Это наибольшее напряжение между обкладками конденсатора, при котором он способен надежно и длительно работать. Для большинства типов регламентируется номинальное напряжение постоянного тока. Допустимое напряжение переменного тока всегда меньше номинального, за исключением металлобумажных конденсаторов МБГЧ, К42-19, полипропиленовых К78-4 и полиэтилентерефталатных К73-17 на номинальное напряжение до 250 В включительно, у которых эти параметры равны. Поэтому при выборе типа и номинального напряжения необходимо воспользоваться справочником по электрическим конденсаторам и помнить, что расчет проводят для амплитудного значения переменного напряжения. В момент подключения (или отключения) блока питания к сети в его цепях
происходит переходный процесс, который через некоторое время сменяется установившимся режимом. Не вдаваясь в теоретические основы переходных процессов, отметим два закона коммутации:
При подключении блока питания к сети конденсатор еще не заряжен и падение напряжения на нем равно нулю. Ток в индуктивности не может возникнуть мгновенно, поэтому напряжение на резисторе равно нулю и сетевое напряжение полностью приложено к первичной обмотке трансформатора, которая рассчитана на существенно меньшее значение. Именно при включении возникает высокая опасность межвиткового пробоя и исчезает преимущество в простоте исполнения трансформатора с намоткой «внавал», чем он и заслужил широкую популярность у радиолюбителей. Особенно опасно подключение блока питания к сети, в которой в этот момент действует амплитудное или близкое к нему напряжение. Актуальное значение приобретает задача ограничения напряжения на первичной обмотке в момент подключения. Токоограничительный резистор не спасает в такой ситуации. Это заставляет искать иное решение, позволяющее предупредить возможность межвиткового пробоя в трансформаторе и защитить элементы блока питания от повышенного в десятки раз напряжения. Ограничитель напряжения на двух встречно-последовательно включенных параллельно первичной обмотке стабилитронах (см. рисунок) позволяет решить и эту задачу. Для каждого полупериода ограничитель работает как параметрический стабилизатор напряжения на первичной обмотке трансформатора. Балластную функцию выполняет при этом в основном токоограничительный резистор R2. Резистор должен быть рассчитан на кратковременный ток перегрузки, а стабилитроны, как правило, обеспечивают его. Если в номинальном режиме стабилитроны открываются и работают как стабилизаторы, может возникнуть разность амплитуд импульсов выпрямленного тока положительной и отрицательной полуволн. Такой эффект объясняется тем, что положительные полуволны стабилизирует один стабилитрон, а отрицательные — другой. Известно, что напряжение стабилизации двух экземпляров стабилитронов даже одной партии может значительно различаться. Это порождает дополнительную составляющую пульсации частоты 50 Гц, которую труднее подавить сглаживающим фильтром, чем 100 Гц. Для уменьшения дополнительной составляющей пульсации, возникающей из-за различия напряжения стабилизации, можно рекомендовать вместо встречно-последовательного соединения двух стабилитронов включить один стабилитрон в диагональ диодного моста параллельно первичной обмотке. Это позволит сохранить надежность блока питания. Если не предъявляются повышенные требования к стабильности выходного напряжения, можно рекомендовать подборку стабилитронов с минимальным напряжением стабилизации на 1…3 В больше максимального амплитудного напряжения на первичной обмотке в установившемся режиме. Параметрический стабилизатор в этом случае будет выполнять функции только ограничителя напряжения в момент включения и на холостом ходу. А после выхода блока питания на установившийся режим он автоматически отключается, значительно повышая экономичность блока. ЛИТЕРАТУРА Б. САДОВСКОВ |
Мощный блок питания из трансформатора микроволновки своими руками
Этот мастер-класс буден немного противоречив и вызовет не одно разрозненное мнение. Я хочу поделиться тем, как сделать из трансформатора микроволной печи мощный выпрямитель — блок питания, на необходимое мне напряжение.
Очень часто микроволновки выходят из строя и выбрасываются на помойку. У меня сломалась недавно ещё одна и я решил дать вторую жизнь её трансформатору.
Трансформатор там повышающий и обычно преобразует 220 В в высокое напряжение 2000-2500 В, необходимое для возбуждения магнетрона.
Я видел как много людей переделывают данные трансформаторы либо под аппарат для контактной сварки, либо аппарат для дуговой сварки. Но никогда не видел чтобы из него делали мощные блоки питания.
Ведь трансформатор очень мощный, порядка 900 Вт, а это не мало. Вообщем я покажу вам как перемотать трансформатор под необходимое для вас напряжение.
Разбираем трансформатор от микроволновой печи
Обычно трансформатор микроволновки содержит три обмотки. Самая многочисленная, намотанная самым тонким проводом — это повышающая, вторичная, на выходе у которой 2000-2500 В. Она нам не нужна, мы ее удалим. Вторая обмотка, более толстая, с меньшим количеством проволоки по сравнению с вторичкой — это сетевая обмотка на 220 В. Ещё, между этими двумя массивными обмотками, есть самая маленькая, которая состоит из нескольких витков провода. Это низковольтовая обмотка примерно на 6-15 В, выдающее напряжение на накал магнетрона.
Срезаем швы магнитопровода
Необходимо спилить швы, удерживающие между собой «Ш»-образные пластины и «I»-образные. Швы китайского производителя на так крепки как кажутся. Спилить их можно болгаркой или вообще расколоть зубилом с молоткам. Я использовал болгарку, это гуманный способ.
Снимаем катушки
Снимаем все катушки. Если они очень крепко засели — постучите аккуратно резиновым молотком. Нам пригодиться только обмотка на 220 В, остальные удаляем. Ставим обратно первичную обмотку на 220 В и помещаем её вниз «Ш»-образного сердечника.
Расчет вторичной обмотки
Теперь нам необходимо рассчитать количество витков вторичной обмотки. Для этого нужно узнать коэффициент трансформации. Обычно, в таких трансформаторах он равен единице, следовательно один виток провода будет выдавать один вольт. Но это не всегда так и нужно это перепроверить.
Берем любой провод и наматываем 10 витков провода на сердечник. Затем собираем сердечник и зажимаем его струбциной, чтобы он не развалился. Обязательно через предохранитель подаем 220 В на первичную обмотку. А в это время замеряем напряжение на выходе 10 -ти витковой обмотки. В теории должно быть 10 В. Если нет, значит коэффициент трансформации не такой как обычно и вам нужно производить расчеты для вычисления напряжения для вашей обмотки. Все это не сложно, математика пятый класс.
У меня имеется в наличии два трансформатора. Один я буду делать на 500 В, другой на 36 В. Вы же можете сделать на любое другое напряжение.
Намотка катушки трансформатора на 500 В
Коэффициент трансформации у моего экземпляра один к одному. И чтобы намотать обмотку на 500 В мне нужно соответственно сделать 500 витков провода на катушке. Берем провод.
Конечно не такой, а смотанный на барабане. Прикидываем силу тока и объем катушки. Из этих значений выбираем диаметр провода.
Вот такое простенькое приспособление я собрал для намотки катушки. Сам сердечник из дерева, боковины из оргстекла. Закрепить его можно на дрель или шуруповерт.
Намотал, собрал, подключил. Замеряю выходное напряжение, почти попал — 513 В, что для меня приемлемо.
Трансформатор на 36 В
Обмотку на 36 В можно намотать и вручную, взяв соответствующий провод. Чтобы одеть и распрямить обмотку на сердечнике можно использовать такие клинья, смотрите фото.
После того как обмотка вся натянется, в образовавшиеся отверстия, после снятия клиньев положите плотно спрессованную бумагу. Это мой примитивный способ. Обмотку потом рекомендую пропитать эпоксидкой, иначе будет сильно гудеть.
Работа над ошибками
Я перемотал обмотку, чтобы сделать её более плотной и мощной. Для этого я намотал её двойным проводом, вместо одного толстого. В конце я их соединю.
После того как все обмотки закреплены, пришло время собрать сердечник трансформатора. Для этого закрепляем всю конструкцию струбциной и свариваем дуговой сваркой те же места что и были раньше. Делать толстый шов не нужно, все должно выглядеть как и было.
Далее, для моего выпрямителя мне понадобятся:Я буду нагружать выпрямитель на 20 А, естественно диодный мост нужно установить на радиатор.
Так же, если вы будете использовать металлический корпус как и я, то не забудьте его заземлить.
О безопасности
Будьте осторожный при подключении трансформатора, никогда не торопитесь и все дважды проверяйте. Подключайте трансформатор только через предохранитель, чтобы избежать возможного замыкания цепи. Не дотрагивайтесь до токоведущих частей во время работы трансформатора.
Также при обработке металла обязательно будьте внимательны и используйте средства защиты органов зрения.
Помните, что все действия вы делаете на свой страх и риск!
Всего доброго!
Original article in EnglishИсточники питания | Electronics Club
Блоки питания | Клуб электроникиТрансформатор | Выпрямитель | Сглаживание | Регулятор | Двойные расходные материалы
Следующая страница: Преобразователи
См. Также: AC / DC | Диоды | Конденсаторы
Типы источников питания
Есть много типов источников питания. Большинство из них предназначены для преобразования сети переменного тока высокого напряжения. к подходящему низковольтному источнику питания для электронных схем и других устройств. Источник питания можно разбить на серию блоков, каждый из которых выполняет определенную функцию.
Например, регулируемое питание 5 В:
- Трансформатор — понижает напряжение сети переменного тока высокого напряжения до переменного тока низкого напряжения.
- Выпрямитель — преобразует переменный ток в постоянный, но выходной постоянный ток меняется.
- Smoothing (Сглаживание) — сглаживает постоянный ток от сильного колебания до небольшого. Регулятор
- — устраняет пульсации, устанавливая на выходе постоянного тока фиксированное напряжение.
Источники питания, изготовленные из этих блоков, описаны ниже со схемой и графиком их выхода:
Только трансформатор
Низковольтный выход переменного тока подходит для ламп, нагревателей и специальных двигателей переменного тока.Это , а не , подходящий для электронных схем, если они не включают выпрямитель и сглаживающий конденсатор.
См .: Трансформатор
Трансформатор + выпрямитель
Регулируемый выход постоянного тока подходит для ламп, нагревателей и стандартных двигателей. Это , а не , подходящий для электронных схем, если они не содержат сглаживающий конденсатор.
См .: Трансформатор | Выпрямитель
Трансформатор + выпрямитель + сглаживание
Плавный выход DC имеет небольшую пульсацию.Он подходит для большинства электронных схем.
См .: Трансформатор | Выпрямитель | Сглаживание
Трансформатор + выпрямитель + сглаживающий + регулятор
Регулируемый выход DC очень плавный, без пульсаций. Подходит для всех электронных схем.
См .: Трансформатор | Выпрямитель | Сглаживание | Регулятор
Трансформатор
Трансформаторы преобразуют электричество переменного тока из одного напряжения в другое с небольшими потерями мощности.Трансформаторы работают только с переменным током, и это одна из причин, почему в сети используется переменный ток.
Повышающие трансформаторы повышают напряжение, понижающие трансформаторы понижают напряжение. В большинстве источников питания используется понижающий трансформатор для снижения опасно высокого напряжения в сети. напряжение (230 В в Великобритании) на более безопасное низкое напряжение.
Трансформаторы расходуют очень мало энергии, поэтому выходная мощность (почти) равна входной мощности. Обратите внимание, что при понижении напряжения ток увеличивается.
Входная катушка называется первичной , а выходная катушка — вторичной .Между двумя катушками нет электрического соединения, вместо этого они связаны переменное магнитное поле, создаваемое в сердечнике из мягкого железа трансформатора. Две линии в середине символа схемы представляют сердечник.
Rapid Electronics: трансформаторы
Обозначение схемы трансформатора
Передаточное число
Отношение числа витков на каждой катушке, называемое соотношением витков , определяет соотношение напряжений. Понижающий трансформатор имеет большое количество витков на первичной (входной) катушке, которая подключена к питающей сети высокого напряжения. и небольшое количество витков на его вторичной (выходной) катушке, чтобы обеспечить низкое выходное напряжение.
| передаточное число = | Вп | = | Np |
| VS | Ns |
| Выходная мощность = мощность, входящая |
Vp = первичное (входное) напряжение
Np = количество витков на первичной катушке
Ip = первичный (входной) ток
Vs = вторичное (выходное) напряжение
Ns = количество витков вторичной катушки
Is = вторичный (выходной) ток
Выпрямитель
Есть несколько способов подключения диодов, чтобы выпрямитель преобразовывал переменный ток в постоянный.Мостовой выпрямитель является самым важным и производит двухполупериодный переменный постоянный ток. Двухполупериодный выпрямитель также можно сделать всего из двух диодов, если используется трансформатор с центральным отводом, но сейчас этот метод редко используется, потому что диоды стали дешевле. Можно использовать одиночный диод в качестве выпрямителя, но он использует только положительные (+) части волны переменного тока для создания полуволны , изменяющейся постоянного тока .
Мостовой выпрямитель
Мостовой выпрямитель может быть выполнен с использованием четырех отдельных диодов, но он также доступен в пакеты, содержащие четыре необходимых диода.Он называется двухполупериодным выпрямителем. потому что он использует всю волну переменного тока (как положительную, так и отрицательную части). Чередующиеся пары диодов проводят, это переключает соединения, поэтому переменные направления переменного тока преобразуются в одно направление постоянного тока.
1,4 В используется в мостовом выпрямителе, потому что на каждом диоде 0,7 В при проводящем соединении, и всегда есть два диоды проводящие, как показано на схеме.
Мостовые выпрямителирассчитаны на максимальный ток, который они могут пропускать, и максимальное обратное напряжение, которое они могут выдержать.Их номинальное напряжение должно быть как минимум в три раза больше среднеквадратичного напряжения источника питания. поэтому выпрямитель может выдерживать пиковые напряжения. Пожалуйста, смотрите страницу Диоды для получения более подробной информации, включая фотографии мостовых выпрямителей.
Rapid Electronics: мостовые выпрямители
Мостовой выпрямитель
Выход: двухполупериодный переменный постоянный ток
(с использованием всей волны переменного тока)
Выпрямитель одинарный диод
Один диод можно использовать в качестве выпрямителя, но он дает полуволны переменного постоянного тока, который имеет промежутки когда переменный ток отрицательный.Трудно сгладить это достаточно хорошо, чтобы питать электронные схемы, если они не требуется очень небольшой ток, поэтому сглаживающий конденсатор существенно не разряжается во время промежутков. Пожалуйста, обратитесь к странице Диоды для некоторых примеров выпрямительных диодов.
Rapid Electronics: Выпрямительные диоды
Однодиодный выпрямитель
Выход: полуволна переменного тока
(с использованием только половины переменного тока)
Сглаживание
Сглаживание выполняется электролитическим конденсатором большой емкости. подключен к источнику постоянного тока, чтобы действовать как резервуар, подающий ток на выход, когда изменяющееся напряжение постоянного тока от выпрямитель падает.На диаграмме показаны несглаженный изменяющийся постоянный ток (пунктирная линия) и сглаженный постоянный ток (сплошная линия). Конденсатор быстро заряжается около пика переменного постоянного тока, а затем разряжается, подавая ток на выход.
Обратите внимание, что сглаживание значительно увеличивает среднее напряжение постоянного тока почти до пикового значения. (1,4 × значение RMS). Например, выпрямляется переменный ток 6 В RMS. до полной волны постоянного тока около 4,6 В RMS (1,4 В теряется в мостовом выпрямителе), со сглаживанием этого увеличивается почти до пикового значения, что дает 1.4 × 4,6 = 6,4 В постоянного тока.
Неидеальное сглаживание из-за небольшого падения напряжения на конденсаторе при его разряде, давая небольшую пульсацию напряжения . Для многих цепей пульсация составляет 10% от напряжения питания. напряжение является удовлетворительным, и приведенное ниже уравнение дает необходимое значение для сглаживающего конденсатора. Конденсатор большего размера даст меньше пульсаций. При сглаживании полуволны постоянного тока емкость конденсатора должна быть увеличена вдвое.
Rapid Electronics: электролитические конденсаторы
Сглаживающий конденсатор, C, для пульсации 10%:
| С = | 5 × Io |
| Vs × f |
где:
C = сглаживающая емкость в фарадах (Ф)
Io = выходной ток в амперах (A)
Vs = напряжение питания в вольтах (V), это пиковое значение несглаженного постоянного тока.
f = частота сети переменного тока в герцах (Гц), в Великобритании это 50 Гц
Регулятор
ИС регулятора напряжения доступны с фиксированными (обычно 5, 12 и 15 В) или переменное выходное напряжение.Они также рассчитаны на максимальный ток, который они могут пропускать. Доступны регуляторы отрицательного напряжения, в основном для использования в двойных источниках питания. Большинство регуляторов включают в себя автоматическую защиту от чрезмерного тока («защита от перегрузки»). и перегрев («тепловая защита»).
Многие микросхемы фиксированного стабилизатора напряжения имеют 3 вывода и выглядят как силовые транзисторы, например, регулятор 7805 + 5V 1A, показанный справа. В них есть отверстие для крепления при необходимости радиатор.
Rapid Electronics: регулятор 7805
Фотография регулятора напряжения © Рапид Электроникс
Стабилитрон
Для слаботочных источников питания можно сделать простой регулятор напряжения с резистором. и стабилитрон, подключенный в обратном направлении , как показано на схеме.Стабилитроны имеют номинальное напряжение пробоя и Vz . Максимальная мощность Pz (обычно 400 мВт или 1,3 Вт).
Резистор ограничивает ток (как светодиодный резистор). Ток через резистор постоянный, поэтому при отсутствии выходного тока весь ток течет через стабилитрон, и его номинальная мощность Pz должна быть достаточно большой, чтобы выдержать это.
Дополнительную информацию о стабилитронах см. На странице «Диоды».
Rapid Electronics: стабилитроны
стабилитрон
a = анод, k = катод
Выбор стабилитрона и резистора
Это шаги для выбора стабилитрона и резистора:
- Напряжение стабилитрона Vz — необходимое выходное напряжение
- Входное напряжение Vs должно быть на несколько вольт больше Vz
(это необходимо для небольших колебаний Vs из-за пульсации) - Максимальный ток Imax — это требуемый выходной ток плюс 10%
- Мощность стабилитрона Pz определяется максимальным током: Pz> Vz × Imax
- Сопротивление резистора : R = (Vs — Vz) / Imax
- Номинальная мощность резистора : P> (Vs — Vz) × Imax
В этом примере показано, как использовать эти шаги для выбора стабилитрона и резистора с подходящими значениями и номинальной мощностью.
Например
Если требуемое выходное напряжение 5 В, а выходной ток 60 мА:
- Vz = 4,7 В (ближайшее доступное значение)
- Vs = 8V (на несколько вольт больше, чем Vz)
- Imax = 66 мА (ток плюс 10%)
- Pz> 4,7 В × 66 мА = 310 мВт, выберите Pz = 400 мВт
- R = (8 В — 4,7 В) / 66 мА = 0,05 кОм
= 50,
выберите R = 47 - Номинальная мощность резистора P> (8 В — 4.7 В) × 66 мА = 218 мВт, выберите P = 0,5 Вт
Двойные расходные материалы
Для некоторых электронных схем требуется источник питания с положительным и отрицательным выходами, а также нулевое напряжение (0 В). Это называется «двойным источником питания», потому что это похоже на два обычных источника питания, соединенных вместе, как показано на схеме.
Двойные источники питания имеют три выхода, например, источник питания ± 9 В имеет выходы + 9 В, 0 В и -9 В.
Rapid Electronics: блоки питания
Следующая страница: Преобразователи | Исследование
Политика конфиденциальности и файлы cookie
Этот сайт не собирает личную информацию.Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому. На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден. Рекламодателям не передается никакая личная информация. Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации.Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснил Google. Чтобы узнать, как удалить файлы cookie и управлять ими в своем браузере, пожалуйста, посетите AboutCookies.org.
electronicsclub.info © Джон Хьюс 2021 г.
Источники питания, трансформаторы и выпрямители
- Изучив этот раздел, вы должны уметь:
- Опишите принципы работы трансформаторов, используемых в базовых источниках питания.
- • Первичное и вторичное напряжение.
- • Изоляция.
- Опишите принципы выпрямления, используемые в основных источниках питания.
- • Полуволна.
- • Полная волна.
- • Мост.
Трансформатор
Рис. 1.1.1 Типовой входной трансформатор
В базовом блоке питания первичная обмотка входного силового трансформатора подключена к сети (линии).Вторичная обмотка с электромагнитной связью, но электрически изолированной от первичной, используется для получения переменного напряжения подходящей амплитуды и после дальнейшей обработки блоком питания для управления электронной схемой, которую он должен питать.
Трансформаторный каскад должен обеспечивать необходимый ток. Если используется слишком маленький трансформатор, вполне вероятно, что способность источника питания поддерживать полное выходное напряжение при полном выходном токе будет нарушена. При слишком маленьком трансформаторе потери резко возрастут по мере того, как на трансформатор будет возложена полная нагрузка.
Поскольку трансформатор, вероятно, будет самым дорогостоящим элементом в блоке питания, необходимо внимательно рассмотреть вопрос о балансировании стоимости с вероятным потреблением тока. Также может возникнуть необходимость в предохранительных устройствах, таких как плавкие предохранители, для отключения трансформатора в случае перегрева и в гальванической развязке между первичной и вторичной обмотками для обеспечения электробезопасности.
Ступень выпрямителя
Могут использоваться три типа выпрямительных схем на кремниевых диодах, каждый из которых имеет различное действие по способу преобразования входного переменного тока в постоянный.Эти различия показаны на рис. С 1.1.2 по 1.1.6
Полуволновое выпрямление
Один кремниевый выпрямительный диод может использоваться для получения постоянного напряжения от входа переменного тока, как показано на рисунке 1.1.2. Эта система дешевая, но подходит только для довольно нетребовательных задач. Напряжение постоянного тока, создаваемое одним диодом, меньше, чем в других системах, что ограничивает эффективность источника питания, а количество пульсаций переменного тока, оставшихся на источнике постоянного тока, обычно больше.
Полупериодный выпрямитель проводит только половину каждого периода входной волны переменного тока, эффективно блокируя другой полупериод, оставляя выходную волну, показанную на рис.1.1.2. Поскольку среднее значение постоянного тока одного полупериода синусоидальной волны составляет 0,637 от пикового значения, среднее значение постоянного тока всего цикла после полуволнового выпрямления будет 0,637, деленное на 2, потому что среднее значение каждого альтернативного полупериода, в котором диод не проводит, конечно будет ноль. Это дает результат:
Впик x 0,318
Это число является приблизительным, так как амплитуда полупериодов, в течение которых диод проводит, также будет уменьшена примерно на 0,6 В из-за прямого падения напряжения (или потенциала прямого перехода) кремниевого выпрямительного диода.Это дополнительное падение напряжения может быть незначительным при выпрямлении больших напряжений, но в источниках питания низкого напряжения, где переменный ток от вторичной обмотки сетевого трансформатора может составлять всего несколько вольт, это падение 0,6 В на диодном переходе, возможно, придется компенсировать. для, имея немного более высокое вторичное напряжение трансформатора.
Полуволновое выпрямление не очень эффективно при выработке постоянного тока на входе переменного тока 50 или 60 Гц. Кроме того, промежутки между выходными импульсами диода 50 или 60 Гц затрудняют устранение пульсаций переменного тока, остающихся после выпрямления.
Полноволновое выпрямление
Если используется трансформатор с центральной вторичной обмоткой, можно использовать более эффективное двухполупериодное выпрямление. Вторичная обмотка с центральным отводом выдает два противофазных выхода, как показано на рис. 1.1.3.
Если каждый из этих выходов является «полуволновым выпрямителем» одним из двух диодов, причем каждый диод проводит чередующиеся полупериоды, два импульса тока возникают в каждом цикле, а не один раз за цикл при полуволновом выпрямлении. Таким образом, выходная частота двухполупериодного выпрямителя вдвое превышает входную частоту.Это эффективно обеспечивает удвоенное выходное напряжение полуволновой цепи, Vpk x 0,637 вместо Vpk x 0,318, поскольку теперь «пропущенный» полупериод выпрямляется, уменьшая потери мощности в полуволновой цепи. Более высокая выходная частота также облегчает сглаживание оставшихся пульсаций переменного тока.
Хотя эта двухполупериодная конструкция более эффективна, чем полуволновая, для нее требуется трансформатор с центральным ответвлением (и, следовательно, более дорогой).
Мостовой выпрямитель
В двухполупериодном мостовом выпрямителе используются четыре диода, расположенные по мостовой схеме, как показано на рис.1.1.4 для обеспечения двухполупериодного выпрямления без использования трансформатора с центральным отводом. Дополнительным преимуществом является то, что, поскольку два диода (эффективно соединенные последовательно) проводят одновременно, диодам требуется только половина напряжения обратного пробоя, то есть способность «Максимальное рабочее пиковое обратное напряжение (V RWM )» диодов, используемых для полуволновое и обычное двухполупериодное выпрямление. Мостовой выпрямитель может быть построен из отдельных диодов или может использоваться комбинированный мостовой выпрямитель.
Пути тока на положительном и отрицательном полупериодах входной волны показаны на рис.1.1.5 и рис. 1.1.6. Можно видеть, что в каждом полупериоде противоположные пары диодов проводят ток, но ток через нагрузку остается с той же полярностью в течение обоих полупериодов.
Конструкция блока питания постоянного тока
Выбор трансформатора и выпрямителя
Для получения постоянного напряжения из сети переменного тока используются трансформатор и выпрямитель, как показано ниже. Трансформатор изменяет сетевое напряжение на более подходящее для наших требований; а выпрямитель удаляет отрицательную часть сигнала, давая на выходе только положительные напряжения.На схеме ниже показан мостовой выпрямитель; можно использовать одинарный диодный выпрямитель, но он менее эффективен; а поскольку кремниевые диоды недороги, конструкция моста стала почти универсальной.
В данном руководстве я буду использовать в качестве примера источник питания с выходом 12 В постоянного тока; однако простая теория позволит вам разработать источники питания для любого желаемого напряжения и тока. В следующих разделах в качестве примера будет использоваться конструкция переменного источника питания 2 А при напряжении до 30 В.
Падение напряжения на выпрямителе
Выпрямитель: одиночный кремниевый выпрямительный диод с прямой проводимостью развивает напряжение около 0.7В (но может быть до 2В). Обычно мы допускаем падение напряжения около 2В для конфигурации мостового выпрямителя.
Трансформатор: Потери также возникают в обмотках трансформатора; однако трансформатор, рассчитанный на 220 В: 30 В при 10 А, обычно обеспечивает выходную мощность 30 В (среднеквадратичное значение) при выдаче номинального тока. Это означает, что напряжение без нагрузки будет выше.
Осциллограммы вокруг контура
На этих диаграммах показано напряжение в различных точках цепи для трансформатора 240: 12В.
Здесь вы можете увидеть выходной сигнал трансформатора. На выходе получается синусоида с центром около 0 вольт.
Пиковое напряжение Vpk составляет 1,414 (квадратный корень из 2), умноженное на среднеквадратичное значение на выходе — указанное значение трансформатора.
Например, для трансформатора 240В: 12В пиковое напряжение будет
1,414 умножить на 12 = 17В
На этой схеме показан выходной сигнал мостового выпрямителя.
Вы можете видеть отрицательный «горб» от сигнала переменного тока выше, который был «перевернут вверх дном» блоком мостового выпрямителя.Пиковое напряжение теперь составляет 17 В — 2 В = 15 В.
Среднеквадратичное значение напряжения составляет около 10,6 В при полной нагрузке. Повышается при уменьшении нагрузки. Среднее напряжение 9,27
Вы также можете увидеть плоскую часть около нуля, где ни один из выпрямительных диодов не начал проводить.Приведенный выше сигнал можно рассматривать как постоянное напряжение постоянного тока 9,27 В с наложенным изменяющимся сигналом примерно 15 В от пика к пику и средним значением 0 В.
Среднеквадратичное значение этого сигнала составляет около 15/2 * 1.414 = 5,4 В
Пример конструкции — выбор компонентов
Спецификация: Разработайте и создайте блок питания для работать от сети 240 В переменного тока. Он должен питать двигатель постоянного тока 12 В, который работает в течение длительного времени и при нормальном использовании потребляет от источника питания максимум 2 А.
Нам понадобится трансформатор на 12 В 2 А = 24 Вт или более
Здесь вы можете увидеть два возможных стиля трансформатора. Либо подойдет.
Оба рассчитаны на 12 В 48 Вт
Это кремниевый мостовой выпрямитель, рассчитанный на пиковое обратное напряжение 200 В и средний прямой ток 4 А. Это было бы хорошо.
Расчет тепла:
При использовании будет ток 2 А и прямое падение напряжения около 0,9 В на диод (техническое описание) или 1,8 В на обоих диодах.
2A * 1,8 В = 3,6 Вт.
Тепловое сопротивление воздуху (из техпаспорта) составляет 22 градуса Цельсия на ватт, поэтому в упаковке будет 22 * 3.6 = на 80 градусов выше температуры окружающей среды. Это слишком тепло, поэтому мы добавим небольшой радиатор или прикрутим выпрямитель к металлическому корпусу.
Обсуждение: Схема, показанная на этой странице, подходит для зарядки автомобильного аккумулятора или работы двигателя постоянного тока. В этих приложениях рябь не важна. Выход этого источника, как указано выше, будет 12 В — 1,8 = 10,2 В прибл. Мотор работал нормально. Однако для большинства приложений требуется сглаженный выходной сигнал, и для обеспечения этого в следующей схеме мы будем использовать конденсатор.Добавление конденсатора увеличит среднее выходное напряжение — см. Сглаживание.
Источники питания и трансформаторы | RS Components
Источники питания — это устройства, которые переключают один тип электроэнергии на другой. В то время как трансформаторы передают один и тот же тип энергии между двумя или более цепями. И блоки питания, и трансформаторы бывают разных размеров и встречаются в повседневных предметах. Например, провода питания к компьютерам или игровым консолям будут получать переменное напряжение от сети и вводить его в источник питания.Затем оно изменится на выходное напряжение постоянного тока и запитает прибор, замыкая цепь.Трансформаторы не могут изменять типы напряжения, они будут работать только от переменного напряжения для создания изменяющегося магнитного поля. Без прямого электрического соединения с первичной и вторичной обмотками.
Какие типы блоков питания доступны?
У нас есть источники питания различных типов для различных областей применения. Например, некоторые из имеющихся у нас версий.
- Расходные материалы для монтажа на DIN-рейку и панель
- Блоки питания для настольных ПК
- Блоки питания для компьютеров
- Источники бесперебойного питания
Также в качестве примечания, у нас есть большой выбор аксессуаров для блоков питания, включая дополнительные, такие как комплекты разъемов, фильтры и модули.
Какие типы трансформаторов доступны?
Надежные и превосходные трансформаторы — это то, что мы абсолютно можем предоставить, существуют большие различия между различными трансформаторами, которые у нас есть. Но в качестве примера мы предлагаем некоторые из наиболее распространенных типов.
- Трансформаторы для монтажа на DIN-рейку и панель
- Трансформаторы для печатных плат
- Трансформаторы для освещения
- Звуковые трансформаторы
Почему следует выбирать компоненты RS для источников питания или трансформаторов?
Как компания, мы ценим наших клиентов и работаем с уважаемыми брендами и производителями, которые поддерживают высокие стандарты.Включая собственный бренд RS Pro, который гарантирует, что электроника, которую вы получаете, будет работать безупречно. Что касается электроэнергии и электричества, без них бизнес не сможет работать. Все блоки питания и трансформаторы, которые мы предоставляем, гарантируют счастливого пользователя.
Замечания по проектированию источника питания: Бестрансформаторный источник питания
Для питания маломощных цепей часто бывает полезно использовать бестрансформаторный источник питания.
Очередная статья из серии о конструкции блока питания.Мы проанализируем несколько аспектов аппаратного обеспечения и моделирования. Вот предыдущая статья. Наслаждаться!
Если ток, потребляемый нагрузкой, составляет порядка нескольких десятков миллиампер, фактически возможно преобразовать входное переменное напряжение в постоянное напряжение без необходимости использования громоздких и дорогих трансформаторов. Бестрансформаторное решение не только имеет меньший вес и габариты, но и дешевле. В зависимости от типа схемы бестрансформаторные источники питания делятся на две категории: емкостные и резистивные.Теперь мы рассмотрим характеристики каждого типа цепи, как определить мощность задействованных электронных компонентов и какие меры следует принять для повышения безопасности.
Бестрансформаторный емкостный источник питания
Схема бестрансформаторного емкостного источника питания показана на рис. 1 . Значения, указанные для компонентов, относятся к конкретному случаю источника питания, а формулы, позволяющие рассчитать эти значения, приведены ниже. L и N указывают, соответственно, линию и нейтраль сетевого напряжения переменного тока, в то время как V OUT является выходным напряжением, а I OUT — выходным током. Пусковой ток (потенциально способный повредить компоненты) ограничен резистором R 1 и реактивным сопротивлением C 1 . D 1 — стабилитрон, обеспечивающий стабилизированное опорное напряжение, а D 2 — обычный кремниевый диод, предназначенный для выпрямления переменного напряжения.
Рисунок 1: Емкостный бестрансформаторный источник питания (Изображение: Microchip)Напряжение на нагрузке остается постоянным, пока выходной ток I OUT меньше или равен входному току I IN , значение которого можно рассчитать как:
Где V Z — напряжение стабилитрона, V RMS — среднеквадратичное значение входного переменного напряжения, а f — его частота. Минимальное значение I IN должно соответствовать потребляемой мощности нагрузки, а его максимальное значение должно использоваться для выбора правильной номинальной мощности для каждого компонента.Выходное напряжение V OUT можно рассчитать как:
Где В D — напряжение прямого смещения на D 2 (0,6–0,7 В для обычного кремниевого диода). Что касается R 1 , рекомендуется выбрать компонент, по крайней мере, с удвоенной мощностью по сравнению с теоретическим значением P R1 , определяемым по формуле:
Конденсатор C 1 , который дает название этому типу схемы, следует выбирать с напряжением, по крайней мере, вдвое превышающим напряжение сети переменного тока (например, 250 В в U.С.). Диод D 1 должен иметь мощность как минимум в два раза выше теоретического значения, определяемого следующей формулой:
То же самое относится к мощности диода D 2 , где постоянное значение напряжения 0,7 В теперь может использоваться вместо В Z . Для C 2 обычно используется электролитический конденсатор с напряжением как минимум в два раза выше, чем В Z .
Основные преимущества емкостного решения по сравнению с трансформаторным решением заключаются в меньших размерах, весе и стоимости.По сравнению с решением резистивного типа, представленным в следующем абзаце, эта схема позволяет получить более высокий уровень эффективности. К недостаткам можно отнести отсутствие изоляции от входного переменного напряжения и более высокую стоимость по сравнению с резистивным решением.
Бестрансформаторный резистивный источник питания
Схема типичного бестрансформаторного резистивного источника питания показана на Рис. 2 . Опять же, выходное напряжение V OUT остается постоянным, пока ток I OUT меньше или равен входному току I IN , с той разницей, что теперь ограничение пускового тока выполняется только резистором R, , 1, , .Выходное напряжение В OUT можно рассчитать по той же формуле, что и для емкостного источника питания, а входной ток I IN теперь можно получить, применив следующую формулу:
Рисунок 2: Резистивный бестрансформаторный источник питания (Изображение: Microchip)Как и в предыдущем случае, компоненты должны быть выбраны со значением мощности, по крайней мере, вдвое превышающим теоретическое значение, которое можно рассчитать, применяя закон Ома ( P = R × I 2 для резистора R 1 и P = V × I для диодов D 1 и D 2 ).Электролитический конденсатор C 2 должен иметь размер, как в емкостном корпусе.
Резистивный источник питания имеет то преимущество, что он имеет меньшие размеры и вес по сравнению с трансформаторной схемой и представляет собой самое дешевое решение. Однако даже в этом случае нет изоляции от сети переменного тока и КПД ниже, чем у емкостной схемы.
Как повысить безопасность
Обе предложенные схемы имеют большой предел: они лишены какой-либо изоляции и защиты от сетевого напряжения, что представляет собой серьезную проблему безопасности.Однако путем внесения некоторых небольших изменений можно настроить обе цепи, чтобы удовлетворить это требование. Модификации, показанные на рис. 3 , включают добавление:
- Предохранитель для защиты от перегрузки по току на входе
- Варистор для защиты от переходных процессов
- Резистор R 2 ( R 3 ) параллельно с C 1 ( C 3 ) для повышения электромагнитной устойчивости
- Разделение R 1 на два резистора R 1 и R 2 для обеспечения лучшей защиты от переходных процессов напряжения и предотвращения возникновения электрической дуги (только для резистивная цепь)
Для получения дополнительной информации:
Силовая электроника играет все более важную роль на различных рынках, таких как автомобильный, промышленный и потребительский.Это также технология, позволяющая реализовать широкий спектр новых и улучшенных функций, которые повышают производительность, безопасность и функциональность автомобилей и интеллектуальных сетей. Сложные электрические и тепловые требования сильно влияют на конструкцию силовых электронных систем. Новости силовой электроники будут посвящены основным темам, таким как преобразователь мощности, управление движением, полупроводники и управление температурой. Электронная книга Power Electronics News — это интерактивный подход к информированию о последних технологиях, тенденциях и инновационных продуктах на определенных рынках.
Как работают блоки питания | ОРЕЛ
Блоки питаниясоставляют основу всех наших электронных устройств и обеспечивают единообразную схему работы там, где это больше всего необходимо. В современной электронике, такой как компьютеры и другие чувствительные к данным устройства, питание должно работать безупречно, а единичный отказ может означать потерю работы и данных. Но, как разработчики электроники, мы обычно оставляем свои соображения по поводу источников питания на потом, часто беря заранее подготовленный схемный блок, который, как мы знаем, уже работает.В конце концов, нам просто нужен выход 5 В, верно? Оказывается, под капотом творится еще много всего.
Источники питания от 10000 футов
Большинство источников питания получают питание от сети переменного тока и преобразуют его в постоянный ток, пригодный для использования в электронных устройствах. Во время этого процесса источник питания выполняет несколько ролей, в том числе:
- Преобразование переменного тока из сети в устойчивый постоянный ток
- Предотвращение воздействия переменного тока на выход постоянного тока
- Поддержание выходного напряжения на постоянном уровне независимо от изменений входного напряжения
Чтобы осуществить все это преобразование, типичный источник питания будет использовать несколько общих компонентов, включая трансформатор, выпрямитель, фильтр и регулятор.
Процесс преобразования переменного тока в постоянный начинается с переменного тока, который возникает в розетке в виде синусоидальной волны. Этот сигнал переменного тока колеблется между отрицательным и положительным напряжением до шестидесяти раз в секунду.
Сигнал синусоидальной формы переменного тока. (Источник изображения)
Напряжение переменного тока сначала понижается трансформатором, чтобы удовлетворить требованиям напряжения источника питания. После понижения напряжения выпрямитель превратит синусоидальную форму волны переменного тока в набор положительных впадин и пиков.
Выпрямление удаляет отрицательную сторону сигнала переменного тока, оставляя только положительный выход. (Источник изображения)
На этом этапе все еще есть колебания в форме волны переменного тока, поэтому для сглаживания переменного напряжения в пригодный для использования источник постоянного тока используется фильтр.
Применение фильтра с конденсатором емкости удаляет агрессивные пики и впадины в нашей форме волны. (Источник изображения)
Теперь, когда переменный ток преобразован в пригодный для использования постоянный ток, некоторые источники питания будут дополнительно устранять любые колебания в форме волны с помощью регулятора.Этот регулятор будет обеспечивать стабильный выход постоянного тока независимо от изменений входного переменного напряжения.
Это краткий обзор процесса. Независимо от того, на какой блок питания вы посмотрите, в нем всегда будет как минимум три основных компонента — трансформатор, выпрямитель и фильтр. Регуляторы могут использоваться или не использоваться в зависимости от того, является ли источник питания нерегулируемым или регулируемым (подробнее об этом позже).
Детали блока питания
Трансформатор
В качестве первой линии защиты трансформатор должен понижать входящий переменный ток от сети до уровня напряжения, с которым может справиться нагрузка источника питания.Трансформаторы также могут повышать напряжение, но в этой статье мы сосредоточимся на тех, которые понижают напряжение для низковольтных электронных устройств постоянного тока.
Внутри трансформатора находятся две обмотки катушки, физически отделенные друг от друга. Первая обмотка принимает переменный ток от сети, а затем электромагнитно соединяется со второй обмоткой, чтобы провести необходимое переменное напряжение во вторичной обмотке. Сохраняя эти две обмотки физически разделенными, трансформатор может изолировать напряжение сети переменного тока от выхода цепи питания.
Две физически разделенные катушки в трансформаторе проводят через электромагнитную связь. (Источник изображения)
Выпрямитель
После того, как переменный ток понижается трансформатором, выпрямитель должен преобразовать форму волны переменного тока в необработанный формат постоянного тока. Это достигается одним или несколькими диодами в полуволновой, полноволновой или мостовой конфигурации.
Полуволновое выпрямление
В этой конфигурации один выпрямительный диод используется для извлечения постоянного напряжения из половины цикла формы сигнала переменного тока.В результате у источника питания остается половина выходного напряжения, которое он мог бы получить от полной формы волны переменного тока при Vpk x 0,318. Half Wave — это самая дешевая конфигурация для проектирования, она идеальна для не требовательного использования энергии и обычно оставляет наибольшую пульсацию выходного напряжения.
Полуволновое выпрямление в цепи и форме выходного сигнала. (Источник изображения)
Полноволновое выпрямление
В этой конфигурации два выпрямительных диода используются для выделения двух полупериодов входящего сигнала переменного тока.Этот процесс обеспечит двойное выходное напряжение полуволнового выпрямления при Vpk x 0,637. Хотя эта конфигурация более дорогая в разработке, чем полуволновая, поскольку для нее требуется трансформатор с центральным отводом, она имеет дополнительное преимущество в виде улучшенного сглаживания пульсаций переменного тока.
Полноволновое выпрямление в цепи и форме выходного сигнала. (Источник изображения)
Ректификация моста
В этой конфигурации используются четыре диода, расположенных в виде моста для достижения полноволнового выпрямления без использования трансформатора с центральным отводом.Это обеспечит то же выходное напряжение, что и Full Wave при Vpk x 0,637 с диодами, которым требуется только половина их обратного напряжения пробоя. В течение каждого полупериода два противоположных диода проводят ток, что обеспечивает полную форму волны переменного тока в конце полного цикла.
Мостовое выпрямление в цепи и форме выходного сигнала, как для полной волны. (Источник изображения)
Фильтр
Теперь, когда мы преобразовали наше переменное напряжение, работа фильтра заключается в устранении любых пульсаций переменного тока в выходном напряжении, оставляя плавное постоянное напряжение.Зачем устранять рябь? Если они попадут на выход источника питания, они могут повредить нагрузку и потенциально вывести из строя всю вашу схему. В фильтрах используются два основных компонента: накопительный конденсатор и фильтр нижних частот.
Резервуарный конденсатор
Электролитический конденсатор большой емкости используется для временного хранения выходного тока, подаваемого выпрямительным диодом. При зарядке этот конденсатор может обеспечивать выходной постоянный ток в промежутках времени, когда выпрямительный диод не проводит ток.Это позволяет источнику питания поддерживать стабильный выход постоянного тока на протяжении циклов включения / выключения источника питания.
Здесь вы можете увидеть разницу в выходном сигнале с крышкой резервуара и без нее. (Источник изображения)
Фильтр низких частот
Вы можете сделать схему источника питания только с емкостным конденсатором, но добавление фильтра нижних частот дополнительно устраняет пульсации переменного тока, которые проходят через емкостной конденсатор. В большинстве базовых источников питания вы не найдете фильтров нижних частот, поскольку для них требуются дорогие индукторы с ламинированным или тороидальным сердечником.Однако в современной электронике с импульсными источниками питания вы обнаружите, что фильтры нижних частот используются для устранения пульсаций переменного тока на более высоких частотах.
При добавлении в схему источника питания емкостного конденсатора и фильтра нижних частот можно удалить более 95% пульсаций переменного тока. Это позволит вам поддерживать стабильное и чистое выходное напряжение, которое соответствует пику исходной входной волны переменного тока.
Регулятор
В регулируемых источниках питания будет добавлен регулятор для дальнейшего сглаживания постоянного напряжения и обеспечения стабильного выходного сигнала независимо от изменений входных уровней.Это улучшенное регулирование также увеличивает сложность и стоимость питания схемы. Вы найдете регуляторы в двух различных конфигурациях: в виде шунтирующего регулятора или последовательного регулятора.
Шунтирующий регулятор
В этой конфигурации регулятор подключен параллельно нагрузке, что обеспечивает постоянное протекание тока через регулятор до попадания в нагрузку. Если ток нагрузки увеличивается или уменьшается, шунтирующий регулятор будет либо уменьшать, либо увеличивать свой ток, чтобы поддерживать постоянное напряжение и ток питания.
Шунтовые регуляторы подключаются параллельно нагрузке. (Источник изображения)
Регулятор серииВ этой конфигурации последовательный регулятор подключен последовательно с нагрузкой, которая обеспечивает переменное сопротивление. Этот регулятор будет последовательно измерять входящее напряжение нагрузки, используя систему отрицательной обратной связи. Если напряжение на образце повышается или падает, то последовательный регулятор либо понижает, либо увеличивает свое сопротивление, позволяя большему или меньшему току проходить через нагрузку.
Регуляторы сериидобавляют переменное сопротивление к управляющему току. (Источник изображения)
Типы источников питания
Типичные источники питания переменного и постоянного тока будут использовать в своей схеме некоторые или все вышеперечисленные компоненты в качестве нерегулируемого или регулируемого источника питания. Тип источника питания, который вы используете в своем электронном проекте, зависит от уникальных требований вашего дизайна.
Нерегулируемые блоки питания
Эти блоки питания не имеют регулятора напряжения и выдают только заданное напряжение при максимальном выходном токе.Здесь выход постоянного напряжения связан с внутренним трансформатором напряжения, и выходное напряжение будет увеличиваться или уменьшаться в зависимости от токового выхода нагрузки. Эти блоки питания известны своей прочностью и недорого, но не обеспечивают достаточной точности для чувствительных к мощности электронных устройств.
Нерегулируемые блоки питаниясодержат все стандартные компоненты, кроме регулятора.
Регулируемые блоки питания
Регулируемые блоки питания включают в себя все основные компоненты нерегулируемого источника питания с добавлением регулятора напряжения.Следует отметить три конфигурации блока питания регулятора:
Линейный источник питания . В этой конфигурации используется полупроводниковый транзистор или полевой транзистор для управления выходными напряжениями в определенном диапазоне. Хотя эти блоки питания не самые эффективные и выделяют много тепла, они известны своей надежностью, минимальным электрическим шумом и широкой коммерческой доступностью.
Типовая схема линейного источника питания. (Источник изображения)
Импульсный источник питания .В этой конфигурации используется полупроводниковый транзистор или полевой транзистор, который включается / выключается для подачи напряжения на выходной накопительный конденсатор. Режимы переключения обычно меньше и легче, чем линейные источники питания, предлагают большой выходной диапазон и более эффективны. Однако они требуют сложной схемы, генерируют больше шума и требуют подавления помех для своих высокочастотных операций.
Здесь мы видим добавленную сложность в схеме переключения режимов. (Источник изображения)
Батарейный блок питания .Эта конфигурация действует как накопитель энергии и обеспечивает постоянный поток постоянного тока к электронному устройству. По сравнению с линейными и импульсными источниками питания, батареи являются наименее эффективным методом питания устройств, и их также трудно сопоставить с правильным напряжением в нагрузке. Тем не менее, батареи имеют то преимущество, что они служат источником питания, когда сеть переменного тока недоступна, и не создают электрических помех.
При выборе источника питания для вашего следующего проекта электроники обратите внимание на следующие преимущества и недостатки нерегулируемых и регулируемых источников питания:
| Нерегулируемый | Регулируемый |
Преимущества:
Недостатки
| Преимущества
Недостатки
|
При выборе между линейным, импульсным или аккумуляторным блоком питания учитывайте следующее:
| Регулируемые блоки питания | ||
| Линейный | Режим переключения | Аккумулятор |
Преимущества
Недостатки
| Преимущества
Недостатки
| Преимущества
Недостатки
|
Технические характеристики блока питания, о которых необходимо знать
Выбирая готовую схему источника питания вместо того, чтобы разрабатывать свою собственную, необходимо знать несколько спецификаций.К ним относятся:
- Выходной ток . Это максимальный ток, который блок питания может подавать на нагрузку.
- Регулятор нагрузки . Это определяет, насколько хорошо регулятор может поддерживать постоянный выходной сигнал при изменении тока нагрузки, обычно измеряемого в милливольтах (мВ) или максимальном выходном напряжении.
- Шум и пульсация . Они измеряют нежелательные электронные помехи и колебания напряжения при преобразовании переменного тока в постоянный, обычно измеряемые в размахе напряжения для импульсных источников питания.
- Защита от перегрузки . Это функция безопасности, которая отключит источник питания в случае короткого замыкания или перегрузки по току.
- КПД . Это соотношение мощности, преобразованной из сети переменного тока в постоянный. Высокоэффективные системы, такие как импульсные блоки питания, могут достичь 80% -ного КПД, снизить нагрев и сэкономить энергию.
Последовательное преобразование
Источники питанияобеспечивают стабильную основу питания всех наших электронных устройств, будь то ваш компьютер, смартфон или телевизор, этот список можно продолжать.Независимо от того, какой тип источника питания вы используете или разрабатываете, все они включают в себя несколько основных компонентов для преобразования сети переменного тока в постоянный постоянный ток (DC). Трансформатор сначала понижает напряжение, которое затем выпрямляется в необработанный формат постоянного тока. Затем он фильтруется и регулируется, чтобы обеспечить плавное постоянное напряжение для стабильного выходного сигнала. При разработке собственной схемы источника питания рассчитывайте использовать эти основные компоненты вместе с уникальными характеристиками мощности для вашей конструкции, чтобы обеспечить постоянный выход постоянного тока в любое время дня.
Нужен разъем питания для вашего будущего проекта по разработке электроники? У нас есть масса бесплатных библиотек! Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня!
pcb — Почему для блоков питания ПК не требуются тяжелые трансформаторы?
Следует учитывать различие, которое также существует в небольших источниках питания для подачи питания постоянного тока на небольшие приборы и устройства. Эти блоки питания, часто называемые настенными бородавками или силовыми блоками, используются почти исключительно для использования трансформаторов для понижения сетевого напряжения 220 или 110 В переменного тока до уровня, более близкого к тому, что требуется для нагрузки.Эти блоки были тяжелыми и громоздкими по сравнению с типичными адаптерами переменного тока в постоянный, которые обычно используются сегодня. Например, сравните с очень маленьким размером типичного зарядного устройства для смартфона, которое у вас есть для вашего телефона.
Разница в том, что современные зарядные устройства, как и блоки питания ATX, хотя и в гораздо меньшем масштабе, исключают железный трансформатор и большое количество медных проводов в пользу использования высокочастотной технологии переключения. Используемые высокие частоты позволяют преобразовывать энергию с гораздо меньшей индуктивностью трансформатора, и поэтому сердечники трансформатора намного меньше по сравнению с этим.Кроме того, в этих небольших сердечниках используются материалы, которые гораздо лучше реагируют на высокие частоты, чем железо, в результате чего они намного легче.
Импульсные источники питания более эффективны и поэтому выделяют меньше тепла. Это может привести к гораздо более высокой способности преобразования мощности в заданном объеме при таком же или меньшем повышении температуры.
Моим первым компьютером в далеком прошлом было шасси S100 Cromemco Z2 для монтажа в стойку. Его блок питания выглядел как на картинке ниже.Этот сверхмощный трансформатор в центре был примерно того же объема, что и современный блок питания типа ATX. Как вы можете догадаться, этот источник выпрямляет вторичные обмотки трансформатора, а затем фильтрует постоянное напряжение с помощью этих больших конденсаторов до ~ 9 В и ~ +/- 18 В. Дальнейшее регулирование для получения чистых + 5 В и + 12 В / -12 В необходимо было выполнить на каждом разъеме на печатной плате S100.
Исходные спецификации Z2 утверждали, что источник питания будет обеспечивать 30 А на выходе 9 В, 15 А на каждый из выходов +/- 18 В. Это соответствует оценке около 800 Вт чистой мощности компьютера.